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一种悬空焊接结构及其电源电路

阅读：2发布：2020-10-06

专利汇可以提供一种悬空焊接结构及其电源电路专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本实用新型提供了一种悬空焊接结构及其电源电路，属于电力电子技术，该悬空焊接结构使用L型焊接线将元器件悬空焊接在PCB板上0.3-0.8mm处，然后通过整体灌封实现电路加固和绝缘，使用上述悬空焊接结构的电源电路能够避免元器件与铝基板直接接触，在电源模块受到外界应力作用时，L型焊接线能够有效减弱应力力度，缓解元器件本体所承受的冲击力，经过电源模块试验验证和整机试验验证，该实用新型解决了电源模块因机械应力试验导致内部元器件损坏的问题，有效提高了电源模块的抗冲击能力。，下面是一种悬空焊接结构及其电源电路专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种悬空焊接结构，其特征在于，包括电路板(1)和元器件(2)以及连接用的L型焊接线(3)，所述元器件(2)通过L型焊接线(3)悬空焊接在电路板(1)板上，所述元器件(2)与电路板(1)的上表面距离0.3-0.8mm。
2.根据权利要求1所述的悬空焊接结构，其特征在于，所述L型焊接线(3)的一端焊接在元器件(2)的引脚处，L型焊接线(3)的另一端焊接在电路板(1)的焊盘上。
3.根据权利要求1所述的悬空焊接结构，其特征在于，所述L型焊接线(3)选用镀锡铜线、镀镍铜线或铜线中的一种。
4.根据权利要求1所述的悬空焊接结构，其特征在于，所述L型焊接线(3)的直径为0.5-
1mm。
5.根据权利要求1所述的悬空焊接结构，其特征在于，所述电路板(1)为铝基板或铜基板。
6.根据权利要求1所述的悬空焊接结构，其特征在于，所述元器件(2)包括控制芯片、功率器件、电阻、电容、电感、二极管和变压器中的一种或几种。
7.一种电源电路，其特征在于，包括电路板(1)和元器件(2)以及连接用的L型焊接线(3)，其中：所述电路板(1)上的元器件(2)包括MOS管、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第一电感、第二电感、第一电容、第二电容、第三电容、三极管、第一二极管、光电耦合器和LM5021芯片电路；
电源输入端正极通过第一电阻连接三极管的集电极，第二电阻与第一电阻并联，三极管的集电极和基极之间连接有第三电阻，三极管的基极连接第一二极管的负极，第一二极管的正极连接电源输入端负极，三极管的发射极连接集成电源模块的电源，三极管的发射极与电源输入端负极之间连接有第一电容；
第一电感连接在电源输入端正极与变压器初级同名端之间，第二电容接在电源输入端正极与电源输入端负极之间，电源输入端负极与变压器初级同名端之间依次串联有第二电感与第三电容；
电源输出端正极通过第四电阻连接光电耦合器正极，电源输出端正极依次通过第五电阻和第六电阻接地，光电耦合器负极连接第四二极管负极，第四二极管正极接地，第四二极管负极与第四二极管正极之间依次串联有第八电容和第六电阻；
MOS管的源极连接变压器初级异名端，MOS管的漏极通过第七电阻连接电源输入端负极，MOS管的栅极通过第八电阻连接电源输入端负极，MOS管的栅极通过第九电阻连接主控电路；
LM5021芯片包括OUT引脚和COMP引脚，OUT引脚分别连接第九电阻和第五二极管的负极，第五二极管的正极通过第八电阻连接电源输入端负极；COMP引脚连接光电耦合器的集电极，光电耦合器的发射极连接所述电源输入端负极。

说明书全文

一种悬空焊接结构及其电源电路

技术领域

[0001] 本实用新型涉及电力电子技术，尤其涉及一种悬空焊接结构及其电源电路。

背景技术

[0002] 现有电源模块中，贴片元器件直接贴装在电路板上，如图1所示，这种焊接方式对于普通应用场景不存在问题。但是针对恶劣环境，例如高震动、高冲击等场合，上述焊接方式在受到外力作用时，电路板所承受的机械应力会直接传导至元器件上，容易造成元器件脱落或损害。特别是在环境试验中，例如：振动试验、冲击试验、自由飞试验等，元器件经过零件、部件、整机等环境试验后极易造成应力累积，为后期使用带来质量隐患。实用新型内容

[0003] 本实用新型采用L型焊接线将元器件悬空焊接在PCB板上0.3-0.8mm处，然后通过整体灌封实现电路加固和绝缘，使用上述悬空焊接结构的电源电路能够避免元器件与铝基板直接接触，在电源模块受到外界应力作用时，L型焊接线能够有效减弱应力力度，缓解元器件本体所承受的冲击力，经过电源模块试验验证和整机试验验证，该实用新型解决了电源模块因机械应力试验导致内部元器件损坏的问题，有效提高了电源模块的抗冲击能力。

[0004] 为达到上述目的，本实用新型的实施例采用如下技术方案：

[0005] 一种悬空焊接结构，包括电路板和元器件以及连接用的L型焊接线，所述元器件通过L型焊接线悬空焊接在电路板板上，所述元器件与电路板的上表面距离0.3-0.8mm。

[0006] 优选的，所述L型焊接线的一端焊接在元器件的引脚处，L型焊接线的另一端焊接在电路板的焊盘上。

[0007] 优选的，所述L型焊接线选用镀锡铜线、镀镍铜线或铜线中的一种。

[0008] 优选的，所述L型焊接线的直径为0.5-1mm。

[0009] 优选的，所述电路板为铝基板或铜基板。

[0010] 优选的，所述元器件包括控制芯片、功率器件、电阻、电容、电感、二极管和变压器中的一种或几种。

[0011] 本实用新型的一种悬空焊接结构具有以下有益效果：

[0012] 该悬空焊接结构使用L型焊接线将元器件悬空焊接在PCB板上0.3-0.8mm处，然后通过整体灌封实现电路加固和绝缘，使用上述悬空焊接结构的电源电路能够避免元器件与铝基板直接接触，在电源模块受到外界应力作用时，L型焊接线能够有效减弱应力力度，缓解元器件本体所承受的冲击力，经过电源模块试验验证和整机试验验证，该实用新型解决了电源模块因机械应力试验导致内部元器件损坏的问题，有效提高了电源模块的抗冲击能力。

[0013] 一种电源电路，其特征在于，包括上述电路板和元器件以及连接用的L型焊接线，其中：所述元器件包括MOS管、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第一电感、第二电感、第一电容、第二电容、第三电容、三极管、第一二极管、光电耦合器和LM5021芯片电路；

[0014] 电源输入端正极通过第一电阻连接三极管的集电极，第二电阻与第一电阻并联，三极管的集电极和基极之间连接有第三电阻，三极管的基极连接第一二极管的负极，第一二极管的正极连接电源输入端负极，三极管的发射极连接集成电源模块的电源，三极管的发射极与电源输入端负极之间连接有第一电容；

[0015] 第一电感连接在电源输入端正极与变压器初级同名端之间，第二电容接在电源输入端正极与电源输入端负极之间，电源输入端负极与变压器初级同名端之间依次串联有第二电感与第三电容；

[0016] 电源输出端正极通过第四电阻连接光电耦合器正极，电源输出端正极依次通过第五电阻和第六电阻接地，光电耦合器负极连接第四二极管负极，第四二极管正极接地，第四二极管负极与第四二极管正极之间依次串联有第八电容和第六电阻；

[0017] MOS管的源极连接变压器初级异名端，MOS管的漏极通过第七电阻连接电源输入端负极，MOS管的栅极通过第八电阻连接电源输入端负极，MOS管的栅极通过第九电阻连接主控电路；

[0018] LM5021芯片包括OUT引脚和COMP引脚，OUT引脚分别连接第九电阻和第五二极管的负极，第五二极管的正极通过第八电阻连接电源输入端负极；COMP引脚连接光电耦合器的集电极，光电耦合器的发射极连接所述电源输入端负极。

[0019] 本实用新型的电源电路具有以下有益效果：

[0020] (1)采用悬空焊接设计，元器件在环境试验中，如振动试验、冲击试验、自由飞行试验等，电源模块在受到外界应力作用时，电路板本体所承受的机械应力不会直接传导至元器件上，产品经过零件、部件、整机等环境试验后，不会存在应力累积的情况，电源模块内部全部封装，元器件悬空不会影响相互之间的接触。

[0021] (2)该电源电路通过使用共模电感和线性稳压电路，有效减少了电源模块的输入噪声，增加了电源模块的工作电压范围，解决了电源模块输入噪声大、输入电压范围窄等问题。附图说明

[0022] 图1为本实用新型的第一实施例的结构示意图；

[0023] 图2为本实用新型的悬空焊接结构示意图；

[0024] 图3为本实用新型的电源电路示意图。

[0025] 图中，1-电路板、2-元器件、3-L型焊接线。

具体实施方式

[0026] 根据附图所示，对本实用新型进行进一步说明：

[0027] 如图2所示，一种悬空焊接结构包括电路板1和元器件2以及连接用的L型焊接线3，元器件2通过L型焊接线3悬空焊接在电路板1板上，元器件2与电路板1的上表面距离0.3-0.8mm。

[0028] 具体的，使用L型焊接线3将元器件2焊接在电路板1上，L型焊接线3的一端焊接在元器件2的引脚处，L型焊接线3的另一端焊接在电路板1的焊盘上。

[0029] 需要说明的是，上述焊接方式没有改动元器件2和电路板1，能够广泛的适用于不同元器件，L型焊接线3的尺寸可以根据元器件2的尺寸确定。一般情况下，L型焊接线3可以选用镀锡铜线、镀镍铜线或铜线中的一种，L型焊接线3的直径可以为0.5-1mm，电路板1可以为铝基板或铜基板。

[0030] 本实施例中，优选的方案是L型焊接线3为0.6mm的镀锡铜线。该悬空焊接结构使用L型焊接线将元器件悬空焊接在PCB板上0.3-0.8mm处，然后通过整体灌封实现电路加固和绝缘，使用上述悬空焊接结构的电源电路能够避免元器件与铝基板直接接触，在电源模块受到外界应力作用时，L型焊接线能够有效减弱应力力度，缓解元器件本体所承受的冲击力，经过电源模块试验验证和整机试验验证，该实用新型解决了电源模块因机械应力试验导致内部元器件损坏的问题，有效提高了电源模块的抗冲击能力。

[0031] 在实施该悬空焊接方案的电源电路中，元器件2包括控制芯片、功率器件、电阻、电容、电感、二极管和变压器中的一种或几种，具体的如图3所示。

[0032] 具体的，输入端正极IN+通过第一电阻R1连接所述三极管NPN的集电极，所述第二电阻R2与第一电阻R1并联，所述三极管NPN的集电极和基极之间连接有第三电阻R3，所述三极管NPN的基极连接所述第一二极管D1的负极，所述第一二极管D1的正极连接输入端负极IN-，所述三极管NPN的发射极连接集成电源模块的电源VCC，所述三极管NPN的发射极与输入端负极IN-之间连接有第一电容C1。

[0033] 图3中，第一电感L1连接在输入端正极IN+与变压器T初级同名端之间，所述第二电容C2接在输入端正极IN+与输入端负极IN-之间，所述第二电感L2与所述第三电容C3串联后连接在输入端负极IN-与变压器T初级同名端之间。第二二极管D2的正极连接所述变压器T次级同名端，所述第二二极管D2的负极通过第三电感L3连接输出端正极OUT+，所述第三二极管D3的正极和负极分别连接所述第二二极管D2的负极和变压器T次级异名端，所述第四电容C4和第五电容C5均连接在第二二极管D2负极与输出端负极OUT-之间，所述第六电容C6和第七电容C7均连接在输出端正极OUT+与输出端负极OUT-之间。输出端正极OUT+通过第四电阻R4连接所述光电耦合器401正极，输出端正极OUT+依次通过第五电阻R5和第六电阻R6接地，所述光电耦合器401负极连接第四二极管D4负极，所述第四二极管D4正极接地，所述第四二极管D4负极与第四二极管D4正极之间依次串联有第八电容C8和第六电阻R6；MOS管的源极连接变压器T初级异名端，所述MOS管的漏极通过第七电阻R7连接输入端负极IN-，所述MOS管的栅极通过第八电阻R8连接输入端负极IN-，所述MOS管的栅极通过第九电阻R7连接主控电路7。

[0034] 需要说明的是，MOS管主要是控制变压器T次级绕的通断，改变变压器T中存储的能量，变压器T主要是完成电能由初级向次级的传输，次级电路的两个二极管D2、D3分别起整流和续流的作用，保证电源模块稳定的工作和输出；输出滤波电路5主要包含电容和电感，其能够滤除输出直流电中的纹波，达到稳定输出的目的；主控电路7采用的是以LM5021芯片为核心的电路，主要是对功率开关管驱动与控制，同时对电源模块进行短路等保护。

[0035] 实际工作时，电源模块输入部分未接电感L1、L2时一般输入噪声较大，会导致电源模块输出噪声大，影响后端设备的使用，同时由于电路中没有线性稳压电路，电源的输入电压范围较窄，为18V-36V。

[0036] 具体的，光电耦合器401选用TLP280芯片，第一二极管D1选用TL432型二极管，第二二极管D2、第三二极管D3、第四二极管D4和第五二极管D5选用lN4148型二极管，所述MOS管选用FDMC86160型MOS管，所述三极管T选用BCX56型三极管。

[0037] 需要进一步说明的是，该悬空焊接设计不仅限制于实施例中所表述的电路，也适用于其他电源电路。

[0038] 最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：
其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

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